Võnkuahela Thomsoni valem. SA Võnkuahel. Vahelduv elektrivool

[inglise keele järgi. füüsik W. Thomson (W. Thomson; 1824 - 1907)] - valem, mis väljendab summutamata perioodi T sõltuvust loomulikud vibratsioonid sisse võnkeahel selle parameetrite järgi - induktiivsus L ja mahtuvus C: T = LC 2PI juur (siin L H, C F, G s).

  • - soojuse eraldumine või neeldumine voolu juhtivas juhis, mida mööda on temperatuurigradient, mis toimub lisaks džauli soojuse vabanemisele. Thomsoni soojus Qs on võrdeline...

    Füüsiline entsüklopeedia

  • - drosselklapi efekt, - gaasi temperatuuri muutus selle adiabaatilisel ajal. drossel, st gaasi rõhu alandamine, kui see voolab läbi poorse vaheseina, membraani või klapi ilma soojusvahetuseta keskkonnaga ...
  • - potentsiaalide erinevus, mis tekib metalljuhi kahe punkti vahel, kui need kaks punkti on erineva temperatuuriga. Efekt on saanud nime William Thomsoni järgi. vaata ka TERMOELEKTER...

    Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

  • - vt Drossel...

    Loodusteadus. entsüklopeediline sõnaraamat

  • - vt Glükogenoos VII...

    Suur meditsiiniline sõnaraamat

  • - tööriist kivide purustamiseks põies tööosaga metallkäsnade kujul, mis viidi kokku kruviga; kaasaegsete mehaaniliste litotripterite eelkäija...

    Suur meditsiiniline sõnaraamat

  • - vt Poikiloderma pärilik skleroseeriv ...

    Suur meditsiiniline sõnaraamat

  • - valem, mis näeb välja selline: kus a1, A2, ..., An on kokkusobimatud sündmused, Üldskeem F. rakendamiseks in. g.: kui sündmus B võib toimuda dekomp. tingimused, mille korral n hüpoteesid A1, A2, .....

    Geoloogiline entsüklopeedia

  • - soojuse eraldumine või neeldumine, lisaks džaulile, voolu juhtivas juhis, milles on temperatuuride erinevus. Mõju kirjeldab f-loy: O = t / t Delta T, kus I - voolutugevus, t - aeg, Delta T - temperatuuride erinevus. t - koefitsient ...

    Suur entsüklopeediline polütehniline sõnaraamat

  • - 1...

    Metallurgia entsüklopeediline sõnastik

  • - gaasi temperatuuri muutus selle aeglase voolu tagajärjel pideva rõhulanguse toimel läbi drosselklapi - gaasivoolu lokaalne takistus ...
  • - "Thomson Organization, Limited", üks suurimaid ajalehtede ja kirjastuste ühendusi Ühendkuningriigis. Kontserni eesotsas on parun G. Thomson ...

    Suur Nõukogude entsüklopeedia

  • - veealune seljandik Fääri saarte ja Suurbritannia saare põhjaranniku vahel ...

    Suur Nõukogude entsüklopeedia

  • - Thomsoni termoelektriline efekt, üks termoelektrilisi nähtusi...

    Suur Nõukogude entsüklopeedia

  • - Atlandi ookeani lohku eraldav veealune seljandik u. Norra m.-i lohust, takistab süvaveevahetust nende vahel. Pikkus ca. 100 km...
  • - soojuse täiendav vabanemine või neeldumine voolu läbimisel läbi juhi, milles on temperatuuride erinevus. Soojuse hulk on võrdeline voolu ja temperatuuri erinevusega...

    Suur entsüklopeediline sõnastik

"THOMSONI VALEM" raamatutes

MAXWELLI MEETOD JA THOMSONI ANALOOGIAD

Maxwelli raamatust autor Kartsev Vladimir Petrovitš

MAXWELLI MEETOD JA THOMSONI "ANALOOGIA" Maxwellile oli selge, et Faradayl oli õigus ja tema jõujooned olid tõesti suurepärane avastus. Kuid Faraday väljajooned ei sobinud arvutusteks. Näiteks oli võimatu ette öelda, millised on kahe komplekti jõujooned

Selle valem

Raamatust Ekraani vale pool autor Maryagin Leonid

Tema valem Vahetult enne oma surma unistas Dovženko Mosfilmist lahkumisest ja oma stuudio loomisest. Mina, noor, armunud Mosfilmi hiiglasse, olin hämmeldunud.- Miks teile Mosfilm ei meeldi? Küsisin Aleksander Petrovitšilt arglikult ja sain tähendusrikka vastuse:

Valem

Raamatust Mõtisklused isiklikust arengust autor Adizes Itzhak Calderon

Valem Minu arusaamise järgi pole maailma valitsev valem midagi muud kui absoluutne, puhas armastus (või teisisõnu täielik integratsioon). Ja integratsioon on vastastikuse austuse ja usalduse funktsioon. Kus oli siis Jumal holokausti ajal? Valem selgitab, mis juhtus:

Valem

Raamatust Vabane halbadest võlgadest autor Kiyosaki Robert Toru

Valem Olete täitnud neli esimest sammu ja olete nüüd valmis liikuma edasi halbade võlgade kõrvaldamise valemi juurde. Sammud 5–10 juhatavad teid konkreetse valemi juurde, mida me Robertiga kasutasime, et vabaneda kogu meie küljes olevast võlast.

Briti luure endise juhi Basil Thomsoni eessõnast

Raamatust Ameerika luure maailmasõja ajal autor Johnson Thomas M

Briti luure endise juhi Basil Thomsoni eessõnast Kui võtan ette sellele raamatule eessõna kirjutama, siis teen seda, sest tundsin isiklikult paljusid Johnsoni kolleege ja oskan hinnata usinust, millega nad oma tööd tegid. Autor ütleb

9. peatükk. 1840–1859 Cooke-Wheatstone, Morse, Siemensi telegraafid, Alliance'i masin, Thomsoni valem, Hughesi telegraaf, Plante aku

autor Kuchin Vladimir

9. peatükk. 1840-1859 Cooke-Wheatstone, Morse, Siemensi telegraafid, Alliance'i masin, Thomsoni valem, Hughesi telegraaf, Plante akumulaator 1840 Cooke'i ja Wheatstone'i telegraaf, Morse'i telegraaf 1840. aastal 21. jaanuaril Briti Cook ja Wheatstone'i patent Inglismaal käsitelegraaf (BP 8345),

1853 Siemens, Halske, Fizeau, Thomsoni valem

Raamatust Populaarne ajalugu – elektrist televisiooni autor Kuchin Vladimir

1853 Siemens, Halske, Fizeau, Thomsoni valem 1853. aastal alustas Ernst Werner von Siemens oma disainitud telegraafiliini ehitamist Venemaal Peterburist Sevastopolini, töö lõpetati 1856. aastal. Venemaal käis sel ajal Krimmi sõda ja helde rahastus

Joule – Thomsoni efekt

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (J). TSB

Thomsoni komitee 10. aprillil 1940 kohtusid Thomsoni komitee liikmed Londonis Royal Society vanas viktoriaanlikus hoones. See valitsuse subsideeritud asutus asutati tegelema aatomienergia sõjaliste rakendustega. Härrased! -

Eessõna autor Garner Thomson

Raamatust TRANSFORMATSIOON autor Richard Bandler

Garner Thomsoni eessõna Mul oli suur au, kui mul paluti toimetada dr Richard Bandleri hüpnoosi ja neurolingvistilise programmeerimise raamatut. Elu ei vii meid sageli kokku selliste inimestega, kes teevad võimatu võimalikuks hea nimel.

Tee valem on elu valem

Raamatust Elu on mäng. Võitjate reeglid autor Aleksander Zjuzginov

Tee valem on elu valem Elu on teekond kogu maailma kõige tundmatumasse nurka - Endasse. Keegi ei tea oma piire. Ja ma olen üsna kindel, et neid pole. Ma ei tea, mida ma teele kaasa võtan, millest keeldun, millest ei märka, mida nutan, naeran, kahetsen. ma

Thomsoni valem nime saanud inglise füüsiku William Thomsoni järgi, kes tõi selle välja 1853. aastal ning seob vooluahela loomulike elektriliste või elektromagnetiliste võnkumiste perioodi oma mahtuvuse ja induktiivsusega.

Thomsoni valem näeb välja selline:

T = 2\pi\sqrt (LC)

Vaata ka

Kirjutage ülevaade artiklist "Thomsoni valem"

Märkmed

Katkend, mis iseloomustab Thomsoni valemit

— Jah, jah, ma tean. Lähme, lähme ... - ütles Pierre ja astus majja. Esikus seisis hommikumantlis pikk, kiilakas vanamees, punase ninaga, kalossides paljajalu; Pierre'i nähes pomises ta vihaselt midagi ja läks koridori.
"Neil oli suur intelligentsus, kuid nüüd, nagu näete, on nad nõrgenenud," ütles Gerasim. - Kas sa tahad kontorisse minna? Pierre noogutas pead. - Kontor suleti nii nagu ta oli. Sofya Danilovna telliti, kui need teilt tulevad, siis vabastage raamatud.
Pierre astus väga süngesse kabinetti, kuhu ta heategija elu jooksul sellise hirmuga sisenes. See Iosif Aleksejevitši surmast saadik tolmune ja puutumatu kabinet oli veelgi süngem.
Gerasim avas ühe aknaluugi ja kikitas toast välja. Pierre kõndis kabinetis ringi, läks kapi juurde, kus lebasid käsikirjad, ja võttis sealt välja ühe kunagise tähtsaima ordu pühamu. Need olid ehtsad šoti teod, heategija märkmete ja selgitustega. Ta istus tolmuse kirjutuslaua äärde ja pani käsikirjad enda ette, avas, sulges ja lõpuks endast eemale lükates, pea kätele toetades, mõtles ta.
  • Elektromagnetilised vibratsioonid on perioodilised muutused ajas elektrilistes ja magnetilistes suurustes elektriahelas.
  • tasuta nimetatakse sellisteks kõikumised, mis tekivad suletud süsteemis selle süsteemi kõrvalekaldumise tõttu stabiilsest tasakaaluseisundist.

Võnkumiste käigus toimub pidev süsteemi energia muundumine ühest vormist teise. Elektromagnetvälja võnkumiste korral saab vahetus toimuda ainult selle välja elektriliste ja magnetiliste komponentide vahel. Lihtsaim süsteem, kus see protsess toimuda saab, on võnkeahel.

  • Ideaalne võnkeahel (LC ahel) - induktiivpoolist koosnev elektriahel L ja kondensaator C.

Erinevalt tõelisest võnkeahelast, millel on elektritakistus R, on ideaalse vooluahela elektritakistus alati null. Seetõttu on ideaalne võnkeahel reaalse vooluringi lihtsustatud mudel.

Joonisel 1 on kujutatud ideaalse võnkeahela skeem.

Vooluahela energia

Võnkuahela koguenergia

\(W=W_(e) + W_(m), \; \; \; W_(e) =\dfrac(C\cdot u^(2) )(2) = \dfrac(q^(2) ) (2C), \; \; \; W_(m) =\dfrac(L\cdot i^(2))(2),\)

Kus Meie- võnkeahela elektrivälja energia antud ajahetkel, FROM on kondensaatori mahtuvus, u- kondensaatori pinge väärtus antud ajahetkel, q- kondensaatori laengu väärtus antud ajahetkel, Wm- võnkeahela magnetvälja energia antud ajahetkel, L- pooli induktiivsus, i- mähises oleva voolu väärtus antud ajahetkel.

Protsessid võnkeahelas

Mõelge võnkeahelas toimuvatele protsessidele.

Ahela tasakaaluasendist eemaldamiseks laadime kondensaatori nii, et selle plaatidel oleks laeng Q m(Joonis 2, asend 1 ). Võttes arvesse võrrandit \(U_(m)=\dfrac(Q_(m))(C)\) leiame kondensaatori pinge väärtuse. Praegusel ajahetkel ei ole vooluringis voolu, st. i = 0.

Pärast võtme sulgemist ilmub kondensaatori elektrivälja mõjul ahelasse elektrivool, voolutugevus i mis aja jooksul suureneb. Kondensaator hakkab sel ajal tühjenema, kuna. voolu tekitavad elektronid (tuletan meelde, et voolu suunaks võetakse positiivsete laengute liikumise suund) lahkuvad kondensaatori negatiivselt plaadilt ja tulevad positiivsele (vt joon. 2, asend 2 ). Koos laadimisega q pinge väheneb u\(\left(u = \dfrac(q)(C) \right).\) Voolutugevuse suurenedes ilmub läbi pooli iseinduktsiooni emf, mis takistab voolutugevuse muutumist. Selle tulemusena suureneb voolutugevus võnkeahelas nullist teatud maksimumväärtuseni mitte kohe, vaid teatud aja jooksul, mille määrab mähise induktiivsus.

Kondensaatori laadimine q väheneb ja muutub mingil ajahetkel võrdseks nulliga ( q = 0, u= 0), jõuab mähises olev vool teatud väärtuseni ma m(vt joonis 2, asend 3 ).

Ilma kondensaatori elektrivälja (ja takistuseta) jätkavad voolu tekitavad elektronid inertsist liikumist. Sellisel juhul annavad kondensaatori neutraalplaadile saabuvad elektronid sellele negatiivse laengu, neutraalplaadilt väljuvad elektronid positiivse laengu. Kondensaator hakkab laadima q(ja pinge u), kuid vastupidise märgiga, s.o. kondensaator laetakse uuesti. Nüüd takistab kondensaatori uus elektriväli elektronide liikumist, seega voolu i hakkab vähenema (vt. joon. 2, asend 4 ). Jällegi, see ei juhtu koheselt, kuna nüüd püüab iseinduktsiooni EMF voolu vähenemist kompenseerida ja seda "toetada". Ja voolu väärtus ma m(rase 3 ) tuleb välja maksimaalne vool kontuuris.

Ja jällegi, kondensaatori elektrivälja toimel ilmub ahelasse elektrivool, mis on suunatud vastupidises suunas, voolutugevus i mis aja jooksul suureneb. Ja kondensaator tühjeneb sel ajal (vt joonis 2, asend 6 ) nullini (vt joonis 2, asend 7 ). Jne.

Alates kondensaatori laengust q(ja pinge u) määrab selle elektrivälja energia Meie\(\left(W_(e)=\dfrac(q^(2))(2C)=\dfrac(C \cdot u^(2))(2) \right),\) ja mähises olev vool i- magnetvälja energia wm\(\left(W_(m)=\dfrac(L \cdot i^(2))(2) \right),\) siis koos laengu, pinge ja voolu muutustega muutuvad ka energiad.

Nimetused tabelis:

\(W_(e\, \max ) =\dfrac(Q_(m)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot U_(m)^(2) )(2), \; \; \; W_(e\, 2) =\dfrac(q_(2)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(2)^(2) )(2), \; \; \ W_(e\, 4) =\dfrac(q_(4)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(4)^(2) )(2), \; \; \; W_(e\, 6) =\dfrac(q_(6)^(2) )(2C) =\dfrac(C\cdot u_(6)^(2) )(2),\)

\(W_(m\; \max ) =\dfrac(L\cdot I_(m)^(2) )(2), \; \; \; W_(m2) =\dfrac(L\cdot i_(2) )^(2) )(2), \; \; \; W_(m4) =\dfrac(L\cdot i_(4)^(2) )(2), \; \; \; W_(m6) =\dfrac(L\cdot i_(6)^(2) )(2).\)

Ideaalse võnkeahela koguenergia säilib aja jooksul, kuna selles on energiakadu (takistus puudub). Siis

\(W=W_(e\, \max ) = W_(m\, \max ) = W_(e2) + W_(m2) = W_(e4) + W_(m4) = ...\)

Seega ideaalis LC- vooluahela voolutugevuse väärtused muutuvad perioodiliselt i, tasu q ja stress u, ja ahela koguenergia jääb muutumatuks. Sel juhul ütleme, et neid on vabad elektromagnetvõnkumised.

  • Vabad elektromagnetvõnked vooluringis - need on perioodilised muutused kondensaatoriplaatide laengus, voolutugevuses ja ahela pinges, mis toimuvad välistest allikatest energiat tarbimata.

Seega on vabade elektromagnetiliste võnkumiste tekkimine vooluringis tingitud kondensaatori laadimisest ja iseinduktsiooni EMF-i esinemisest mähises, mis "pakkub" seda laadimist. Pange tähele, et kondensaatori laeng q ja mähises olev vool i saavutavad oma maksimaalsed väärtused Q m Ja ma m erinevatel ajahetkedel.

Vabad elektromagnetilised võnked ahelas toimuvad harmoonilise seaduse kohaselt:

\(q=Q_(m) \cdot \cos \left(\omega \cdot t+\varphi _(1) \right), \; \; \; u=U_(m) \cdot \cos \left(\ omega \cdot t+\varphi _(1) \right), \; \; \; i=I_(m) \cdot \cos \left(\omega \cdot t+\varphi _(2) \right).\)

Väikseim ajavahemik, mille jooksul LC- vooluahel naaseb algsesse olekusse (selle voodri laengu algväärtuseni), seda nimetatakse vabade (looduslike) elektromagnetiliste võnkumiste perioodiks vooluringis.

Vabade elektromagnetiliste võnkumiste periood sisse LC-kontuur määratakse Thomsoni valemiga:

\(T=2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C), \;\;\; \omega =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C)).\)

Mehaanilise analoogia seisukohalt vastab hõõrdumiseta vedrupendel ideaalsele võnkeahelale ja tegelikule - hõõrdumisega. Hõõrdejõudude toimel sumbuvad vedrupendli võnked aja jooksul.

*Thomsoni valemi tuletis

Kuna ideaali koguenergia LC-ahel, mis on võrdne kondensaatori elektrostaatilise välja ja pooli magnetvälja energiate summaga, säilib, siis igal ajal võrdsus

\(W=\dfrac(Q_(m)^(2) )(2C) =\dfrac(L\cdot I_(m)^(2) )(2) =\dfrac(q^(2) )(2C ) +\dfrac(L\cdot i^(2) )(2) =(\rm const).\)

Saame võnkumiste võrrandi in LC-vooluahel, kasutades energia jäävuse seadust. Selle koguenergia avaldise eristamine aja suhtes, võttes arvesse asjaolu, et

\(W"=0, \;\;\; q"=i, \;\;\; i"=q",\)

saame võrrandi, mis kirjeldab vabu võnkumisi ideaalses vooluringis:

\(\left(\dfrac(q^(2) )(2C) +\dfrac(L\cdot i^(2) )(2) \right)^((") ) =\dfrac(q)(C ) \cdot q"+L\cdot i\cdot i" = \dfrac(q)(C) \cdot q"+L\cdot q"\cdot q"""=0,\)

\(\dfrac(q)(C) +L\cdot q""=0,\; \; \; \; q""+\dfrac(1)(L\cdot C) \cdot q=0.\ )

Kirjutades selle ümber järgmiselt:

\(q""+\omega ^(2) \cdot q=0,\)

Pange tähele, et see on tsüklilise sagedusega harmooniliste võnkumiste võrrand

\(\omega =\dfrac(1)(\sqrt(L\cdot C) ).\)

Vastavalt sellele vaadeldakse võnkumiste perioodi

\(T=\dfrac(2\pi )(\omega ) =2\pi \cdot \sqrt(L\cdot C).\)

Kirjandus

  1. Zhilko, V.V. Füüsika: õpik. toetus üldhariduse 11. klassile. kool vene keelest lang. koolitus / V.V. Zhilko, L.G. Markovitš. - Minsk: Nar. Asveta, 2009. - S. 39-43.

Thomsoni valem:

Elektromagnetiliste võnkumiste periood ideaalses võnkeahelas (st sellises vooluringis, kus puudub energiakadu) sõltub mähise induktiivsusest ja kondensaatori mahtuvusest ning leitakse valemi järgi, mille sai esmakordselt 1853. aastal Inglise teadlane William Thomson:

Sagedus on seotud perioodiga pöördvõrdelise sõltuvusega ν = 1/T.

Praktiliseks rakendamiseks on oluline saada summutamata elektromagnetvõnkumised ja selleks on vaja võnkeahelat elektriga täiendada, et kompenseerida kadusid.

Sumbutamata elektromagnetvõnkumiste saamiseks kasutatakse summutamata võnkegeneraatorit, mis on isevõnkuva süsteemi näide.

Vaadake allpool "Sundi elektrilised vibratsioonid"

VABAD ELEKTROMAGNETVÕNKUMISED KONTROLLIS

ENERGIA MUUNDAMINE VÕNKUVAS KONTROLLIS

Vt ülalt "Võnkeahel"

LOODUSSAGEDUS SILMUS

Vt ülalt "Võnkeahel"

ELEKTRI SUNNIVÕNKUMISED

LISAGE DIAGRAMMI NÄITEID

Kui vooluringis, mis sisaldab induktiivsust L ja mahtuvust C, on kondensaator kuidagi laetud (näiteks lühiajaliselt toiteallika ühendamisel), siis tekivad selles perioodilised summutatud võnked:

u = Umax sin(ω0t + φ) e-αt

ω0 = (ahela loomulik võnkesagedus)

Summutamata võnkumiste tagamiseks peab generaator tingimata sisaldama elementi, mis suudab vooluahela õigeaegselt ühendada toiteallikaga - võtit või võimendit.

Selleks, et see lüliti või võimendi avaneks ainult õigel hetkel, on vajalik tagasiside ahelast võimendi juhtsisendisse.

LC-tüüpi siinuspinge generaatoril peab olema kolm põhikomponenti:

resonantsahel

Võimendi või võti (vaakumtorul, transistoril või muul elemendil)

Tagasiside

Mõelge sellise generaatori tööle.

Kui kondensaator C on laetud ja see laetakse uuesti läbi induktiivsuse L nii, et vooluahelas liigub vool vastupäeva, siis e tekib mähises, millel on ahelaga induktiivühendus. d.s., blokeerides transistori T. Ahel on toiteallikast lahti ühendatud.

Järgmisel pooltsüklil, kui toimub kondensaatori pöördlaadimine, indutseeritakse ühendusmähises emf. teisest märgist ja transistor avaneb veidi, läheb toiteallika vool vooluahelasse, laadides kondensaatori uuesti.

Kui ahelasse tarnitud energia hulk on väiksem kui selles esinevad kaod, hakkab protsess lagunema, kuigi aeglasemalt kui võimendi puudumisel.

Sama täienduse ja energiakulu juures on võnkumised summutamata ja kui ahela täiendus ületab selles olevaid kadusid, siis muutuvad võnked lahknevaks.

Tavaliselt kasutatakse võnkumiste summutamatu iseloomu loomiseks järgmist meetodit: ahela väikeste võnkeamplituudide korral tagatakse transistori kollektori vool, mille puhul energia täiendamine ületab selle tarbimise. Selle tulemusena suurenevad võnkeamplituudid ja kollektori vool jõuab küllastusvoolu väärtuseni. Baasvoolu edasine suurendamine ei too kaasa kollektorivoolu suurenemist ja seetõttu võnkeamplituudi suurenemine peatub.

AC ELEKTRIVOOD

AC GENERATOR (ac.11 klass. lk.131)

Põllul pöörleva raami EMF

Generaator.

Konstantses magnetväljas liikuvas juhis tekib elektriväli, tekib induktsiooni EMF.

Generaatori põhielemendiks on välise mehaanilise mootori toimel magnetväljas pöörlev raam.

Leiame a x b suuruses kaadris indutseeritud EMF, mis pöörleb nurksagedusega ω induktsiooniga B magnetväljas.

Olgu magnetinduktsiooni vektori B ja kaadri pindala vektori S vaheline nurk α lähteasendis nulliga. Selles asendis laengu eraldumist ei toimu.

Kaadri paremas pooles on kiirusvektor kaassuunatud induktsioonivektorile ja vasakus pooles on see vastupidine. Seetõttu on kaadris olevatele laengutele mõjuv Lorentzi jõud null

Raami pööramisel 90o nurga all eralduvad laengud raami külgedel Lorentzi jõu toimel. Raami 1 ja 3 külgedel tekib sama induktsiooni emf:

εi1 = εi3 = υBb

Laengute eraldumine külgedel 2 ja 4 on ebaoluline ja seetõttu võib nendes tekkiva induktsiooni emf tähelepanuta jätta.

Võttes arvesse asjaolu, et υ = ω a/2, on kaadris indutseeritud kogu EMF:

εi = 2 εi1 = ωB∆S

Kaadris indutseeritud EMF on leitav Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusest. Pöörleva raami pindala läbiv magnetvoog muutub aja jooksul sõltuvalt pöördenurgast φ = wt magnetinduktsiooni joonte ja pindalavektori vahel.

Kui silmus pöörleb sagedusega n, muutub nurk j vastavalt seadusele j = 2πnt ja voolu avaldis on järgmine:

Φ = BDS cos(wt) = BDS cos(2πnt)

Vastavalt Faraday seadusele tekitavad magnetvoo muutused induktsiooni emf, mis on võrdne voo muutumise kiiruse lahutamisega:

εi = - dΦ/dt = -Φ’ = BSω sin(ωt) = εmax sin(wt) .

kus εmax = wBDS on kaadris indutseeritud maksimaalne EMF

Seetõttu toimub induktsiooni EMF-i muutus harmoonilise seaduse kohaselt.

Kui libisemisrõngaste ja mööda neid libisevate harjade abil ühendame mähise otsad elektriahelaga, siis induktsioon-EMF toimel, mis aja jooksul muutub harmoonilise seaduse järgi, tekivad spiraali sunnitud elektrilised võnked. voolutugevus - vahelduvvool - tekib elektriahelas.

Praktikas ergastatakse sinusoidset EMF-i mitte magnetväljas mähise pööramisega, vaid magneti või elektromagneti (rootori) pööramisega staatori sees - terassüdamikele keritud statsionaarsed mähised.

Mine lehele:

Kui võrrelda joonist fig. 50 koos joonisega. 17, mis näitab keha vibratsiooni vedrudel, ei ole protsessi kõikides etappides raske tuvastada suurt sarnasust. Võimalik on koostada omamoodi "sõnaraamat", mille abil saab elektrivibratsioonide kirjelduse koheselt tõlkida mehaaniliste kirjelduseks ja vastupidi. Siin on sõnastik.

Proovige eelmine lõik selle "sõnastikuga" uuesti läbi lugeda. Algmomendil on kondensaator laetud (keha kaldub kõrvale), st süsteemile edastatakse elektrienergia (potentsiaalne) energia. Vool hakkab voolama (keha kogub kiirust), veerand perioodi möödudes on vool ja magnetenergia suurimad ning kondensaator tühjeneb, sellel olev laeng on null (keha kiirus ja selle kineetiline energia on suurimad , ja keha läbib tasakaaluasendi) jne.

Pange tähele, et kondensaatori esialgne laeng ja seega ka selle pinge tekib aku elektromotoorjõu mõjul. Teisest küljest tekitab keha esialgne läbipainde väljastpoolt rakendatud jõud. Seega mängib mehaanilisele võnkesüsteemile mõjuv jõud rolli, mis sarnaneb elektrilisele võnkesüsteemile mõjuva elektromotoorjõuga. Seetõttu saab meie "sõnaraamatut" täiendada teise "tõlkega":

7) jõud, 7) elektromotoorjõud.

Mõlema protsessi seaduspärasuste sarnasus ulatub kaugemale. Mehaanilised võnked sumbuvad hõõrdumise tõttu: iga võnkumisega muutub osa energiast hõõrdumise mõjul soojuseks, mistõttu amplituud jääb järjest väiksemaks. Samamoodi muundatakse kondensaatori iga laadimisega osa voolu energiast soojuseks, mis vabaneb mähise juhtme takistuse olemasolust. Seetõttu on ka elektrilised võnked ahelas summutatud. Vastupidavus mängib elektriliste vibratsioonide puhul sama rolli kui hõõrdumine mehaaniliste vibratsioonide puhul.

Aastal 1853 Inglise füüsik William Thomson (lord Kelvin, 1824-1907) näitas teoreetiliselt, et mahtuvuskondensaatorist ja induktiivpoolist koosneva ahela loomulikud elektrivõnked on harmoonilised ning nende perioodi väljendatakse valemiga.

(- henry, - farad, - sekundites). Seda lihtsat ja väga olulist valemit nimetatakse Thomsoni valemiks. Mahtuvuse ja induktiivsusega võnkeahelaid endid nimetatakse sageli ka Thomsoniks, kuna Thomson oli esimene, kes esitas teooria selliste ahelate elektriliste võnkumiste kohta. Viimasel ajal kasutatakse üha enam terminit “-contour” (ja samamoodi “-contour”, “-contour” jne).

Võrreldes Thomsoni valemit elastse pendli harmooniliste võnkeperioodi määrava valemiga (§ 9), näeme, et keha mass mängib sama rolli kui induktiivsus ja vedru jäikus mängib sama rolli kui pöördvõnkumine. mahtuvus (). Vastavalt sellele saab meie "sõnaraamatus" teise rea kirjutada järgmiselt:

2) vedru jäikus 2) kondensaatori mahtuvuse pöördväärtus.

Valides erinevad ja , saate mis tahes elektriliste võnkumiste perioodid. Loomulikult tuleb sõltuvalt elektrivõnkumiste perioodist kasutada erinevaid meetodeid nende vaatlemiseks ja registreerimiseks (ostsillograafia). Kui võtame näiteks ja , siis periood on

st võnkumised toimuvad sagedusega umbes . See on näide elektrilistest vibratsioonidest, mille sagedus jääb helivahemikku. Selliseid kõikumisi saab kuulda telefoniga ja salvestada silmusostsilloskoobiga. Elektrooniline ostsilloskoop võimaldab saada nii nende kui ka kõrgema sagedusega võnkumisi. Raadiotehnika kasutab ülikiireid võnkumisi – paljude miljonite hertside sagedustega. Elektrooniline ostsilloskoop võimaldab jälgida nende kuju sama hästi kui tahmasel plaadil oleva pendlijälje abil pendli kuju (§ 3). Vabade elektriliste võnkumiste ostsillograafiat võnkeahela ühe ergastusega tavaliselt ei kasutata. Fakt on see, et vooluringi tasakaaluseisund saavutatakse vaid mõne perioodiga või parimal juhul mitmekümne perioodiga (olenevalt ahela induktiivsuse, selle mahtuvuse ja takistuse vahelisest seosest). Kui näiteks lagunemisprotsess lõppeb praktiliselt 20 perioodiga, siis ülaltoodud näites ahelast, millel on kogu vabade võnkumiste sähvatuse perioodid, võtab see ainult kõike ja ostsillogrammi on väga raske jälgida lihtsa visuaalse pildiga. vaatlus. Probleem on kergesti lahendatav, kui kogu protsessi – võnkumiste ergutamisest kuni nende peaaegu täieliku väljasuremiseni – perioodiliselt korrata. Muutes ka elektroonilise ostsilloskoobi skaneerimispinge perioodiliseks ja sünkroonseks võnkumiste ergastusprotsessiga, sunnime elektronkiire sama ostsillogrammi mitu korda samasse kohta ekraanile “joonistama”. Piisavalt sagedase kordamise korral näib ekraanil vaadeldav pilt üldiselt pidev, st istume liikumatul ja muutumatul kõveral, millest annab aimu joonis fig. 49b.

Joonisel fig. 49, a, saab protsessi mitu korda korrata lihtsalt lüliti perioodiliselt ühest asendist teise viskamisega.

Raadiotehnika on samade palju arenenumate ja kiiremate elektriliste lülitusmeetodite jaoks, kasutades elektroonilisi toruahelaid. Kuid juba enne elektroonikatorude leiutamist leiutati sädelaengu kasutamisel geniaalne meetod summutatud võnkumiste ergutamise perioodiliseks kordamiseks ahelas. Selle meetodi lihtsust ja selgust silmas pidades peatume sellel mõnevõrra üksikasjalikumalt.

Riis. 51. Vooluahela võnkumiste sädeergastuse skeem

Võnkuahel katkeb väikese vahega (sädevahe 1), mille otsad on ühendatud astmetrafo 2 sekundaarmähisega (joon. 51). Trafost tulev vool laeb kondensaatorit 3, kuni pinge sädevahes võrdub läbilöögipingega (vt II köide, §93). Sel hetkel tekib sädemevahes sädelahendus, mis sulgeb vooluringi, kuna sädemekanalis olev tugevalt ioniseeritud gaasi sammas juhib voolu peaaegu sama hästi kui metall. Sellises suletud vooluringis tekivad elektrilised võnked, nagu eespool kirjeldatud. Seni kuni sädevahe juhib hästi voolu, on trafo sekundaarmähis sädeme toimel praktiliselt lühises, nii et kogu trafo pinge langeb selle sekundaarmähisele, mille takistus on palju suurem kui trafo sekundaarmähis. Säde. Järelikult ei anna trafo hästi juhtiva sädemevahega ahelasse energiat praktiliselt. Tänu sellele, et vooluringil on takistus, kulub osa vibratsioonienergiast džauli soojusele, aga ka sädemes toimuvatele protsessidele, võnked sumbuvad ning lühikese aja möödudes langevad voolu ja pinge amplituudid nii palju. et säde kustub. Seejärel elektrilised võnked katkevad. Sellest hetkest alates laeb trafo kondensaatorit uuesti, kuni tekib uuesti rike ja kogu protsess kordub (joonis 52). Seega mängib sädeme teke ja selle väljasuremine automaatse lüliti rolli, mis tagab võnkeprotsessi kordumise.

Riis. 52. Kõver a) näitab, kuidas muutub kõrgepinge trafo avatud sekundaarmähisel. Nendel hetkedel, kui see pinge jõuab läbilöögipingeni, hüppab säde sädemevahesse, ahel sulgub, tekib summutatud võnkumiste välk - kõverad b)